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巨磁致伸縮材料的應用
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間：2013-06-03
???? 巨磁致伸縮材料已經成為?21?世紀戰(zhàn)略性功能材料，世界各國正致力于其實用化研究。
???? 一．聲學換能領域
由于巨磁致伸縮材料輸出功率大、低頻特性好、工作溫度范圍大、低電壓驅動等優(yōu)點，在聲納系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。稀土巨磁致伸縮材料最早應用于低頻大功率水聲換能器的研制，目前已裝備美國海軍。中科院聲學研究所、中船重工七一五研究所及七二六研究所等研制了一系列基于稀土巨磁致伸縮材料的低頻大功率水聲換能器及換能器基陣，用于水聲發(fā)射、探測等。研制的巨磁致伸縮材料水聲換能器，其共振頻率為2.4?kHz，帶寬為800?Hz，發(fā)射電流靈敏度為173?dB，與同樣尺寸的壓電陶瓷換能器相比，換能頻率下降?4～5?倍，具有體積小、功率大、頻率低、驅動電壓低和探測距離遠的特點。隨著粘結巨磁致伸縮材料性能的進一步提升，正引起一輪巨磁致伸縮超聲換能器的研究熱潮。高性能的超聲換能器已經顯示出巨大的應用空間。
二．微位移與微振動控制領域
瑞典、日本、美國等開展了巨磁致伸縮材料在微位移與微振動控制等方面的研究，并相繼應用于燃料噴射、超高速導彈壓縮氦流控制以及無人機控制等領域。國內也對巨磁致伸縮材料執(zhí)行器在微位移控制方面進行了許多研究，如將巨磁致伸縮材料應用到機床精密控制上，實現(xiàn)了對活塞異形銷孔的精密加工。將巨磁致伸縮材料應用在?X?射線衍射儀的精密控制上，其分辨率可達?0.5?nm，移動范圍40μm。將巨磁致伸縮材料和壓電材料配合使用研制的超精密定位工作臺的?X?軸定位精度可達±15?nm，Y?軸為±50?nm;?利用尺蠖式蠕動原理已研制出巨磁致伸縮材料線性馬達，表現(xiàn)出其作為直線電機應用的應用前景。浙江大學、北京航空航天大學、哈爾濱工業(yè)大學、河北工業(yè)大學、西北工業(yè)大學研制的巨磁致伸縮材料執(zhí)行器可獲得精密的納米級位移控制和毫秒級的快速響應。北京航空航天大學研制了一系列巨磁致伸縮材料作動器，實現(xiàn)了最小體積下的大位移輸出與響應時間小于?1?ms的快速響應。該類作動器可應用于?6?自由度振動主動控制平臺和大口徑二維快速轉向反射鏡。
三．閥門液壓領域。
巨磁致伸縮材料由于具有響應速度快，輸出應力大的特點，故可應用在新型驅動閥門和液壓系統(tǒng)研制中。由于巨磁致伸縮材料輸出力較大，即便是位移放大后，輸出力依然能達到要求?？梢圆捎脙蓚€末端相對布置的巨磁致伸縮材料執(zhí)行器，再通過杠桿對輸出位移進行放大輸出，或使用單個巨磁致伸縮材料執(zhí)行器推動杠桿放大位移輸出，杠桿頂壓與閥芯接觸的滾珠，使閥芯移動開關。目前研制的磁致伸縮電磁閥已能夠滿足高壓共軌用柴油機電噴系統(tǒng)的要求，但在小型化和降低成本方面尚需進一步研究，而電磁閥脈沖噴射開關閥已用于鋼軌打標機中。
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